VGB kongress ir elektroenerğijas un siltumenerğijas ra-žotāju asociācijas VGB PowerTech e.V. lielākais gada noti-kums, kurā pulcējas gan asociācijas locekļi, gan enerğētikas nozares speciālisti no Eiropas Savienības un citiem pasaules reğioniem. Šogad VGB kongresa organizatori nolēma to ap-vienot ar starptautiskās elektroenerğijas izpētes organizācijas IERE (International Electric Research Exchange) ikgadējo se-mināru. Pasākums notika 12.–14. septembrī vienā no skais- tākajām Vācijas zemēm Bavārijā, tās galvaspilsētā Minhenē. AS “Latvenergo” ir VGB PowerTech e.V. asociācijas locekle kopš 2014. gada, un šogad uzņēmuma valde pieņēma lēmu-mu pagarināt dalību vēl par trim gadiem. AS “Latvenergo” delegācija (1. att.) VGB kongresu apmeklē ik gadu, lai iegūtu aktuālo informāciju par tehnoloğiskām inovācijām enerğijas ražošanas nozarē un industrijas attīstības tendencēm, tiktos ar kolēğiem no citām energokompānijām un iekārtu ražotā-ju firmām.

Šī gada kongresa moto bija “Elektroenerğijas ražoša-na pārmaiņu laikā” un galvenās tēmas saistījās ar jauniem enerğijas uzkrāšanas risinājumiem, sektoru apvienošanos, elektrostaciju efektivitātes un elastīguma palielināšanu, di-

VGB kongress un IERE seminārs Minhenē

gitalizāciju, kā arī jauniem paņēmieniem elektrostaciju ap-kalpošanā un operatīvā vadībā. Kongresa dalībnieki varēja apmeklēt izstādi, kā arī piedalīties tehniskā izbraucienā uz ğeotermālo elektrostaciju Zauerlahā (Sauerlach).

Kongresa atklāšanā uzstājās VGB direktoru padomes priekšsēdētājs Hanss Bīntings (Dr. Hans Bünting) un Bavārijas enerğētikas ministrijas pārstāve Ulrike Volfa (Dr. Ulrike Wolf), kuri runāja par iespējām un izaicināju-miem saistībā ar Vācijas jaunās enerğētikas politikas Ener-giewende īstenošanu gan pašā Vācijā, gan Eiropas Savienībā kopumā. Abi runātāji atzīmēja Vācijas ievērojamo progresu atjaunīgo energoresursu (AER) ieviešanā un tehnoloğiju attīstībā. Šobrīd Vācijas saules elektrostaciju kopējā elek-triskā jauda sasniedz 44,6 GW, vēja elektrostaciju jauda ir 58,7 GW (t.sk. 5,8 GW jūras VES jauda), biomasas TEC jauda – 7,4 GW, hidrostaciju jauda – 5,5 GW. Faktiski, AER jauda (116,2 GW) Vācijā šobrīd jau pārsniedz fosilā kuri-nāmā elektrostaciju jaudu (89,7 GW, t.sk. 29,5 GW – gāze, 25,1 GW – akmeņogles, 21,2 GW – brūnogles, 9,5 GW – atomelektrostacijas). Elektroenerğijas izstrādē AER ğe-nerācija (ap 200 TWh) gan vēl nedaudz atpaliek no fosilā

M. Balodis, O. Krickis, G. Gavrilovs, U. Sarma, J. Salcevičs, G. Lūsis, O. Linkevičs

Foto

: Drea

msti

me

2018/5

elektroenerğija

20 ENERĢIJA UN PASAULE

kurināmā elektrostacijās saražotā elek-troenerğijas apjoma (330 TWh). Kopējā tendence tomēr ir skaidra – AER īpatsvars pieaug, fosilā kurināmā elektrostaciju īpatsvars samazinās (2. att.).

ENTSO-E prezidents Bens Vorhorsts (Ben Voorhorst) kongresa plenārsēdē snie-dza prezentāciju par Eiropas Savienības elektroapgādes drošumu. Viņš atzīmēja, ka “vadāmas” ğenerējošas jaudas Eiropas energosistēmās turpina sarukt. Tas īpaši attiecas uz ogļu elektrostacijām, jo dažas Eiropas valstis nolēmušas atteikties no ogļu ğenerācijas jau tuvāko 5–10 gadu lai-kā. Vācija ir nolēmusi līdz 2022. gadam apturēt arī visas savas atomelektrostacijas. Daļa ES dalībvalstu paziņojušas, ka tuvā-kajā laikā neplāno attīstīt nekādu fosilo ğenerāciju. Un tas ir trauksmes signāls ne tikai Eiropas pārvades sistēmu opera-toriem, bet arī lēmumu pieņēmējiem un politiķiem.

Tikmēr arvien vairāk pieaug atjaunī-gās enerğijas avotu loma elektroenerğijas ražošanā. Tā neapšaubāmi ir pozitīva ten-dence, kas vienlaikus rada izaicinājumus mainīgās ğenerācijas balansēšanas jomā tā dēvētajā dunkelplanke periodā, kad laik- apstākļus raksturo bezvējš un liels māko-ņu daudzums. Vēja un saules ğenerācijas jaudas svārstības ir tik straujas, ka nepie-ciešams iedarbināt aizvietojošas jaudas ie-vērojamā apjomā ļoti īsā laika sprīdī. Sas- kaņā ar ENTSO-E novērtējumu Vācijā šīs svārstības stundas laikā var sasniegt līdz 10–15 GW un šim apjomam ir tendence palielināties (3. att.). Termoelektrostaciju ğeneratoriem, īpaši ja tie neatrodas rotē-jošā stāvoklī, būtu ļoti sarežğīti balansēt šīs milzīgās svārstības, bet elektroenerğijas akumululatoru jauda joprojām ir tālu no nepieciešamās.

Interesantu informāciju sniedza Pa-saules Enerğijas padomes izpilddirektors Hanss Vilhelms Šifers (Dr. Hans-Wilhelm Schiffer). Neraugoties uz lielajām pūlēm ilgtspējīgas politikas ieviešanā, Eiropas enerğētikas sektorā joprojām dominē fo-silie energoresursi. 2017. gada Eiropas (ES-28) primāro energoresursu bilancē atjaunīgo energoresursu īpatsvars bija ti-kai 13%, naftas – 38%, gāzes – 24%, ogļu – 14%, bet kodolenerğijas – 11%. Eiropas valstu atkarība no importētiem energore-sursiem joprojām ir visai augsta – 54% no primāro energoresursu patēriņa. Atkarība no naftas resursiem ir līdz 85%, no da-basgāzes – 70%, no cita veida kurināmā – 40%.

Savukārt elektroenerğijas ražošanas

1. attēls. AS "Latvenergo” delegācijas dalībnieki kongresā

3. attēls. Saules un vēja elektrostaciju mainīgās jaudas ietekme uz energosistēmas darbību

2. attēls. Vācijas elektroenerğijas bilanceAv

ots:

http

s://w

ww.en

ergy

-cha

rts.d

e/en

ergy

.htm

?sou

rce=

all-so

urce

s&pe

riod=

annu

al&ye

ar=

all

2018/5

elektroenerğija

21ENERĢIJA UN PASAULE

mehānismus. Lai veicinātu investīcijas ilgtspējīgās tehno-loğijās, būs nepieciešams labi funkcionējošs siltumnīcefek-ta gāzu (SEG) emisiju tirgus. Pārvades un sadales sistēmas operatoriem, lai integrētu AES avotus elektrotīklā, jāveic ap-jomīgas investīcijas tīkla attīstībā. Tirgus noteikumus jāvei-do tā, lai veicinātu patēriņa vadību un enerğijas uzkrāšanas tehnoloğiju ienākšanu tirgū.

VGB balvu pasniegšana

Kongresa laikā jau tradicionāli tika pasniegtas izcilības balvas uzņēmumiem un pētniekiem. VGB inovācijas balvu saņēma jaunā zinātniece Eftimija Koitsoumpa (Dr. Efthymia Ioanna Koytsoumpa) par pētījumiem enerğijas uzkrāšanas jomā, tajā skaitā par tehnoloğijām elektroenerğijas pārvēr-šanai dažādās gāzēs un šķidrumos (Power-to-X).

Šī gada VGB kvalitātes balvu saņēma uzņēmumi EDP, Voith Hydro un SiemensPortugal (5. att. pa kreisi), kas ļoti sarežğītos ğeoloğiskos apstākļos uzbūvēja hidroakumulējošo elektrostaciju Frades II Portugālē.

sektorā AER īpatsvars 2017. gadā bija 30% (4. att.). Vislie-lāko elektroenerğijas apjomu joprojām piegādā atomelek-trostacijas (25%), ogļu (21%) un gāzes (20%) ğenerācija. Ļoti atšķirīgas ir dažādu Eiropas valstu elektroenerğijas bi-lances. Piemēram, Polija joprojām 77% apmērā ir atkarīga no brūnogļu un akmeņogļu ğenerācijas, Francijā 72% no kopējā elektroenerğijas pieprasījuma nodrošina atomelek-trostacijas, Austrijā 76% ğenerācijas nāk no atjaunīgiem energoresursiem (pamatā HES). Lielbritānija, Īrija, Franci-ja, Itālija, Portugāle, Austrija, Holande, Dānija, Zviedrija un Somija ir paziņojušas par nodomu atteikties no ogļu izman-tošanas elektroenerğētikā, taču vairākas citas Eiropas valstis joprojām nesteidzas pieņemt šādu lēmumu. Tāpēc, veidojot Eiropas kopīgo politiku elektroenerğētikas sektorā, ir jāņem vērā katras valsts īpatnības.

Pamatojoties uz datu analīzi, H.V. Šifers nāca klajā ar šā-diem secinājumiem. Eiropas konvencionālā ğenerācija jop-rojām spēlē nozīmīgu lomu elektroenerğētikas sektorā, taču, pieaugot AES īpatsvaram un samazinoties konvencionālās ğenerācijas izstrādei, operatoriem būs arvien grūtāk uztu-rēt šos aktīvus. Tādēļ līdztekus enerğijas tirgiem būs nepie-ciešams realizēt nediskriminējošus jaudas kompensācijas

5. attēls. VGB balvu pasniegšana

4. attēls. Aktuālā situācija Eiropas elektroapgādes sektorā

2018/5

elektroenerğija

22 ENERĢIJA UN PASAULE

VGB darba aizsardzības balvu saņēma Huberts Altmans (Hubertus Altmann) no Energia Kraftwerke AG par publikā-ciju ciklu “Darba aizsardzības psiholoğiskā (garīgā) transfor-mācija drošības kultūrā”.

Īpašo balvu par mūža ieguldījumu saņēma ilggadējais VGB PowerTech e.V. izpilddirektors Erlands Kristensens (5. att.), kuru šogad šajā amatā nomainīja Olivers Tens (Dr. Oliver Then).

VGB Maksa Gijoma piemiņas medaļu saņēma VGB tehniskās konsultatīvās padomes priekšsēdētāja vietnieks Volfgangs Benešs (Prof. Wolfgang Benesch).

VGB kongresa tehniskās sesijas

VGB kongresa darbs noritēja vairākās sesijās: a) sektoru apvienošanās; b) elektrostaciju darbības optimizācija un elastī-gums; c) enerğijas uzkrāšana; d) progress digitalizācijas jomā;

6. attēls. Akumulācijas bateriju pielietojums energosistēmā

e) gāzes pārvēršana elektroenerğijā; f) kombinētā siltuma un elektroenerğijas ražošana; g) tehnoloğijas SEG emisiju sama-zināšanai.

Īpašu interesi izraisīja sesija par enerğijas uzkrāšanas tehno-loğijām. Lielie uzņēmumi, piemēram, GE, Siemens (Fluence) u.c., saviem klientiem piedāvā dažāda veida akumulatoru bate-rijas, kas atšķiras gan izmēra, gan pielietojuma ziņā. Elektrisko bateriju pielietojums ir ļoti plašs. Tās var izmantot, piemēram, apvienojumā ar kombinētā cikla (CCGT) energoblokiem, lai uzlabotu to dinamikas rādītājus, sniedzot energosistēmas ba-lansēšanas pakalpojumus. Elektriskās baterijas ļauj daudz āt-rāk reağēt uz energosistēmas frekvences izmaiņām, nekā to spēj CCGT, mainot saražotās jaudas apjomu. Baterijas lieliski darbojas līdztekus ar mainīgo ğenerāciju, piemēram, saules pa-neļiem un vēja turbīnām, efektīvi kompensējot to nepilnības. Enerğijas uzkrājējus uzstāda gan lieljaudas elektrostacijās, gan pārvades un sadales tīklā, gan galapatēriņa sektorā.

Elektriskās baterijas var sniegt dažādus sistēmas pakalpo-jumus: sprieguma un frekvences regulēšanu; atjaunīgo ener-goresursu integrēšanu; black start (iespējas palaist elektrosta-ciju energosistēmas nodzIšanas gadījumā), rezerves un pīķa jaudas nodrošināšanu, slodzes grafika pārkārtošanu u. tml.

7. attēls. Elektrisko bateriju komplekss kombinētā cikla elektrostacijā

2018/5

elektroenerğija

23ENERĢIJA UN PASAULE

Lieljaudas enerğijas uzkrāšanai ražotāji izgatavo standartizētos risinājumus, visas iekārtas (elektrisko bateriju blokus, enerği-jas pārveidotājus (DC/AC), transformato-rus, bateriju vadības un klimata kontroles ierīces) ievietojot speciālos konteineros. Vienā standarta konteinerā var ievietot elektrisko bateriju ar uzlādes/izlādes kapa-citāti līdz 1 MW un ietilpību līdz 1 MWh. Šāda konteinera izmaksas varētu būt līdz 1 milj. EUR (7. att.).

Klauss Gerners (Prof. Dr. Klaus Görner) stāstīja par sektoru apvienošanos – ķīmis-kās rūpniecības un enerğētikas komplek-su, kur vairākos tehnoloğiskos procesos elektroenerğija tiek pārveidota metanolā (CH3OH). Elektroenerğija, ko saražo elek-trostacija, tiek izmantota ūdeņraža (H2) ieguvei elektrolīzes procesā (8. att.). Vien-laikus, dedzinot fosilo kurināmo, veidojas oglekļa dioksīds (CO2), kuru var iegūt uztveršanas procesā. Iegūtais ogleklis kopā ar ūdeņradi tiek izmantots metanola ražošanai degvielas sintezēs procesā.

IERE seminārs

Starptautiskās elektroenerğijas izpētes organizācijas IERE seminārs noritēja paralēli ar VGB kongresu, un dalībniekiem bija lieliska iespēja apmeklēt abus pasākumus. IERE galvenā mītne atrodas Japānas galvaspilsētā Tokijā, tāpēc lielāko daļu prezentāciju sniedza austrumu valstu pārstāvji. Jāatzīst, ka, ne-raugoties uz tradīciju un mentalitātes atšķirībām, tehniskās at-tīstības jomā Āzijas speciālisti neatpaliek no kolēğiem Eiropā.

Līdzīgi kā Eiropā, Japānas otras lielākās energokompā-nijas Chubu Electric Power Co. darbinieki rūpējas par savu

elektrostaciju tehniskā stāvokļa uzturēšanu. Energokompānijas ğenerējošo jaudu kopējā uzstādītā jauda ir 25,5 GW, tajā skaitā 19,1 GW – gāzes (LNG) elektrostacijās, 4,1 GW – ogļu staci-jās un 2,3 GW – šķidrā kurināmā elektrostacijās. Kompānijas Chubu speciālisti kopā ar NEC Co. izstrādāja automātiskās novērošanas sistēmu TOPS (The Optimal Operational Power Plant Supporting System). Tā izmanto sistēmas invariantu ana-līzes tehnoloğiju (SIAT – System Invariant Analysis Technology), lai noteiktu iekārtas darbības anomālijas (9. att.). Balstoties uz šo analīzi, tiek veiktas tā dēvētās "tehniskā stāvokļa nosacītās apkopes” (CBM – Condition Based Maintenance). Iekārtu gal-venos parametrus mēra pasūtītāji, kuri informē par iekārtu tehnisko stāvokli un signalizē par novirzēm no normas. Pama-tojoties uz šo informāciju un iekārtu apsekošanas rezultātiem, operators vai uzņēmums novērtē iekārtas iespējamo turpmāko izmantošanu un izvēlas veikt atbilstošo apkopi.

9. attēls. Kompānijas Chubu izmantotās TOPS sistēmas darbības princips

8. attēls. Elektroenerğijas pārveidošana degvielā (P2F – Power-to-Fuel)

2018/5

elektroenerğija

24 ENERĢIJA UN PASAULE

atmaksāšanās ir iespējama, tikai pateicoties obligātajam ie-pirkumam un atbalstam ap 250 EUR par katru saražoto MWh elektroenerğijas.

Jāpiezīmē, ka šādu elektrostaciju ekspluatācija nebūt nav vienkārša. No zemes dzīlēm iegūtais ūdens ir duļķainais, un tas ir jāattīra ar speciāliem filtriem. Īpaši tehniski sarežğīta ir unikālā ğeotermālā sūkņa nomaiņa un remonts, jo tas ir uzstā-dīts vairāku simtu metru dziļumā, pats būdams apmēram 70 m garš. Ğeotermālie ūdeņi sūkni aizkaļķo un bojā, tāpēc ik pēc 2 gadiem tas ir jāizvelk un jāremontē, nomainot vairumu detaļu. Šādus sūkņus ražo nedaudzas firmas ASV un Kanādā.

Kā atzina SWM darbinieki, ğeotermālas elektrostacijas izbū-ve ir ilgtermiņa investīcija, kas atmaksāsies pēc vairākiem ga-diem. Taču tā ļauj izmantot atjaunīgu resursu un tādējādi sama-zināt globālās klimata pārmaiņas. E&P

Zauerlahas ğeotermālās elektrostacijas apmeklējums

Kongresa ietvaros tika organizēta ekskursija uz Zauerlahas ğeotermālo elektrostaciju (10. att.). Elektrostacijas īpašnieks Stadtwerke Münichen (SWM) ir Bavārijas lielākā energokom-pānija, kas saviem klientiem piegādā elektroenerğiju, siltumu un dabasgāzi, nodrošina ūdens un telekomunikāciju pakalpo-jumus, kā arī pārvalda Minhenes pilsētas sabiedrisko transpor-tu. Uzņēmuma gada apgrozījums ir 7,2 mljrd. EUR, tajā strādā ap 9000 darbinieku. Enerğētikas sektorā SWM ir 1,2 milj. klien-tu, bet transporta meitasuzņēmums apkalpo pusotru miljonu pasažieru dienā.

Unikālie ğeoloğiskie apstākļi (11. att.) SWM ļauj plaši iz-mantot ğeotermālo enerğiju gan siltumapgādei, gan elektroap-gādei. Uzņēmumam pieder trīs ğeotermālas siltumstacijas, kas siltumu piegādā 800 km garā siltumtīklā, un divas ğeotermālas koğenerācijas stacijas, t.sk. Zauerlahā. Lai ražotu siltumu, 2–3 km dziļumā tiek iegūti ğeotermālie ūdeņi ar temperatūru 60– 90 °C. Elektroenerğijas ražošanai ir nepieciešama daudz augs-tāka temperatūra, un Zauerlahas ciemata rajonā 5–5,5 km dzi-ļumā tika atrasti ğeotermālie resursi ar temperatūru virs 140 °C.

Pēc divus gadus ilgiem ğeoloğiskiem pētījumiem un urbša-nas darbiem tika izveidoti 3 dziļurbumi: Th1a (4757 m, 110 lit-ri/s, 140 °C) – karsta ūdens izsūknēšanas urbums; Th2 (5060 m) un Th3b (5567 m) – auksta ūdens (45 °C) iesūknēšanas urbumi.

2013. gadā Zauerlahas ğeotermālā elektrostacija uzsāka dar-bību. Stacijas bruto elektriskā jauda ir 5 MW (3,6 MW neto), gada elektroenerğijas izstrāde ir plānota līdz 40 GWh, un siltumenerğijas ražošana Zauerlahas ciematam ir ap 4 GWh (maksimālā slodze līdz 4 MW). Elektrostacija realizēta, izman-tojot organisko Renkina ciklu (ORC), kur pirmajā kontūrā cir-kulē ğeotermālais ūdens, otrajā – sintētiskais šķidrums ar zemu iztvaikošanas temperatūru. Cikla lietderības koeficients ir tikai 10–15%, kas salīdzinājumā ar ğeotermālām siltumstacijām (~ 80%) ir visai zems rādītājs, taču pats ğeotermālais resurss ir iegūstams nosacīti bez maksas.

Lai uzbūvētu Zauerlahas ğeotermālo elektrostaciju, uzņēmums SWM ieguldījis ap 90 milj. EUR, un projekta

10. attēls. AS “Latvenergo” delegācija Zauerlahas elektrostacijā

11. attēls. Ğeoloğiskie apstākļi Bavārijas augstkalnos

2018/5

elektroenerğija

25ENERĢIJA UN PASAULE